JPS62240169A

JPS62240169A - Ｈ形鋼の突合せ溶接接合方法

Info

Publication number: JPS62240169A
Application number: JP8345786A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Nagai; 永易　正光
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1986-04-11
Filing date: 1986-04-11
Publication date: 1987-10-20
Also published as: JPH034305B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、比較的大断面のＨ形鋼の突合せ溶接接合方法
に関し、さらに詳しくは、」−木、建築番こおける長さ
５０ｍ以」二にも及ぶＨ形鋼杭または地下構造物の擁壁
鉄骨などＨ形鋼を長尺化して用９ｚる場合の接合技術に
関するものである。

〔従来の技術〕

Ｈ形鋼を突合せ接合して長尺物としたい場合従来の方法
は、Ｈ形鋼の突合せ部のフィレット部番こスカラップ（
溶接線の交差を避けるため（こ部材（こ設ける扇形の切
欠）を設け、ウェブをシールドメタルアーク溶接（手溶
接）または炭酸ガス溶接などのガスメタルアーク溶接に
よって下向溶接で接合し、フランジは同様の溶接方法で
立向溶接するかまたはＨ形鋼を転回させて下向溶接で接
合するという方法であった。

このような従来のＨ形鋼の突合せ溶接接合方法では次の
欠点があった。

イ）スカラップ加工が必要で、スカラップ加工したフラ
ンジ部を同一肉圧に仕−にげる等の必要があり、多大の
労力と時間がかかる。

口）接合部にスカラップの断面欠損部があり、Ｈ形鋼の
力学的特性が低下する。

ハ）フランジの手溶接またはガスメタルアーク溶接は溶
接作業に熟練者が必要であるばかりでなく、開先加圧も
必要であり、立向溶接では作業能率が悪い。

二）フランジを下向で溶接する場合はＨ形鋼を転回させ
ることを要し、溶接変形を防１にするためにＨ形鋼を何
回も転回させる必要があり、作業中断が多く作業能率の
低下が著しい。また、アーク溶接のため溶接欠陥の発生
率が高い問題がある。さらに５０ｍ以−にに及ぶ長尺の
Ｈ形鋼を捩れ等を生じることなく転回させるには大規模
の装置を備えなければならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は以にの従来方法の問題点を解決したＨ形鋼の突
合せ溶接接合方法を提供することを目的とするものであ
って、（１）ウェブのフィレット部にスカラップ加工を施さな
いこと。

（２）ウェブを下向溶接し、Ｈ形鋼を転回させることな
くフランジを溶接すること。

（３）この場合、フイルタ）・部に未溶接部がないＨ形
鋼の完全な断面を有する溶接部゛を形成すること。

を達成しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は次のａ）、ｂ）、ｃ）の各工程からなる技術手
段によって」１記問題点の解決を図ることを特徴とする
。

ａ）一方のＨ形鋼は端面を一平面に切断し、他方のＨ形
鋼の端面ば、フィレット部を一部含むフランジを切り落
して前記一方のＨ形鋼のフランジ端面との間にエレクト
ロスラグ溶接開先を形成する。また他方のＨ形鋼の突合
せ端部のウェブの先端を斜カットし、ウェブ突合せ溶接
部のルート間隔を隔てて前記一方のＨ形鋼のウェブ端面
に対向させて突合せ開先を形成する。そして、両端部が
Ｈ形鋼のフィレット部の形状に合致する曲面をなす裏当
て金をウェブ突合せ溶接開先のルート部に取り付け、ウ
ェブを下向溶接する。

ｂ）このウェブ溶接のフランジに隣接する部分のビード
をフィレット形状に合致する形状に什」二げる。

Ｃ）前記エレクトロスラグ溶接開先（対向するフランジ
端面間）のＨ形鋼内側部にＨ形鋼のフィレット部に合致
する形状の水冷銅当て金をそれぞれ上下から当て、フィ
レット部を含むフランジをエレクトロスラグ溶接する。

この場合、下側の水冷銅当て金には、ウェブ溶接の裏当
て金が嵌合する切欠を設けておく。なお、フランジの外
側部および底部に水冷銅当て金を当ててエレクトロスラ
グ溶接することは当然のことである。

〔作用〕

上記の本発明の技術手段によれば、Ｈ形鋼を水平に置い
たまま、接合作業中にこれを転回することなく突合せ溶
接することができるので、どのような長尺のＨ形鋼でも
容易に製作することができ、これをを転回させる治具や
装置を要しない」−、ウェブ、フランジのそれぞれを最
も適切な溶接姿勢で溶接することができ、信頼性の高い
溶接接合部を形成することができる。

またフィレット部にスカシ・ンプを設ける必要がなく、
フィレット部を完全な形状で欠陥のない溶接金属で接合
することができ、欠損や欠陥を生じることがないので、
Ｈ形鋼の断面性能をいささかも低下させることなく、優
れた突合せ溶接施工を行うことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の詳細な説明するためのＨ形鋼の突合せ
溶接接合部のセット前の斜視図を示したものである。

一方のＨ形鋼１はその突合せ溶接接合すべき端部２が一
平面に切断されている。

他方のＨ形鋼１１はフィレット部１２を一部含むフラン
ジ１３を切り落してフランジ端面１４を形成し、このフ
ランジ端面１４とＨ形鋼１のフランジ３の端部４との間
に第２図に示すように、フランジのエレクトロスラグ溶
接のための鉛直開先８０を形成させる。

また、Ｈ形鋼１１のウェブ１５の先端１６を斜カットシ
、これをＨ形鋼１のウェブ５と所要のルート間隔を介し
て対向させてウェブ突合せ開先７０を形成する。Ｈ形鋼
１のウェブ５は開先加工する必要がない。

このウェブ突合せ溶接開先７０のルート部に裏当て金２
１を当てる。この裏当て金２１はＨ形鋼ｌｌ側に予め取
り付けておけばよい。裏当て金２１はその両端部がＨ形
鋼１．１１のフィレット部の形状に合致する曲面形状２
２をなしている。

以」−の組み立てにおいて、ウェブ５と１５の間の開先
７０を下向溶接する。この下向溶接はシールドメタルア
ーク溶接により手溶接してもよく、ガスメタルアーク溶
接例えば炭酸ガスアーク溶接によってもよい。もちろん
、ロボットによる自動化溶接をすることが可能である。

ウェブ溶接が終了したら、ウェブ溶接金属のフィレット
部のビードをフィレットの形状に合わせて仕上げる。こ
の仕−１−げはフランジ部のエレクトロスラグ溶接の水
冷銅当て金をフィツトさせるためのもので、ウェブ」二
側のみを下向姿勢で加工すればよいので、作業は容易で
ある。またこの溶接両端部にはセラミックタブ等を用い
れば端部は溶接のままでよい。

次にフランジの端面４．１４が対向して形成しているエ
レクトロスラグ溶接の鉛直開先８０に水冷銅当て金３１
．４１．５１．６１を装着する。

フランジの内側の下側の水冷銅当て金３１は第３図に示
すように、Ｈ形鋼のフィレット形状と合致する曲面３２
を上端に有し、ウェブ溶接の裏当て金２１が嵌合する切
欠３３を有し、フィレット形状に密着してフィレットの
一部を含むエレクトロスラグ溶接開先空間８０を形成す
る。すなわち、切欠３３に裏当て金２１が嵌合されたと
き、裏当て金のフィレット部形状と合致する曲面２２は
水冷銅当て金３１の曲面３２と一致する。水冷銅裏当て
金３１にはフランジ溶接時の余盛り用の溝３４が設けら
れている。またフィレット部で開先８０の断面積が急変
しないように斜面からなる四部３５を設けた。また水冷
銅当て金３１を冷却する冷却水の通路３６が設けられて
いる。

フランジの内側の上側の水冷銅当て金４１はＨ形鋼のフ
ィレット形状と合致する曲面を下端に有し、フィレト部
および上記仕上加工されたウェブ溶接ビードに密着して
、フィレット形状の一部を含むエレクトロスラグ溶接開
先空間８０を形成する。余盛り用の溝や水冷構造は下側
の水冷銅企画て金３１と同様である。

第４図はフランジ外側の水冷銅当て金５１を丞した。余
盛り用の溝５２や冷却用冷却水通路５３が同様に設けら
れている。

第５図はフランジ下側の水冷銅当て金６１を示したもの
である。エレクトロスラグ溶接の開始部のプール６２を
有し、開先側方の当て金３１．５１に挟持されて取り伺
けられる。なお、水冷銅当て金のかわりに鋼を用いた捨
て当て金でもよい。

１（−９３２Ｘ３０９Ｘ２１Ｘ３４５のＨ形鋼を本発明
方法によって突合せ溶接接合した実施例について説明す
る。

第１図に示すようにＨ形鋼１．１１の開先加工を行いこ
れを組み合わせて第２図に示す通りの開先形状とした。

第１１Ｎ中に示した矢印は各部材の組み合わせ時の移動
方向を示したものである。

下記の条件で突合せ溶接施工゛した。

ウェブ開先：ベベル角度＝３５度ルート間隔：６ｍｍ裏当て金：ＦＢ−９Ｘ２５ウェブ溶接条件：方法：ＣＯ２ガスメタルアーク溶接電流＝３００〜３４０Ａ電圧＝２８〜３２ＶＣＯ２：２０Ｊｌｊ／分フランジ開先：開幅：２５ｍｍ水冷当て金：第３図〜第５図のものフランジ溶接条件：方法：エレクトロスラグ溶接電流：３８０〜４５０Ａ電圧：３８〜４５Ｖ以−１−の溶接結果をビード外観検査、マクロ写真およ
びＸ線検査によって調査したところ、フィレット部に未
溶接部がなくしかも溶接内部欠陥がない極めて優れた溶
接接合部を得たことが明らかになった。

〔発明の効果〕

本発明のＨ形鋼の突合せ溶接接合方法は以−１−のよう
に構成されているので、次の優れた効果を奏する。

ｉ）Ｈ形鋼を水平に置いたまま、接合作業中にこれを転
回させることなく突合せ溶接を実施することができるの
で、大規模の転回治具や装置等を要することなく、また
Ｈ形鋼に曲げや捩りを生じることなく、土木用、建築用
の５０ｍ以１−に及ぶ長尺のＨ形鋼を突合せ溶接するこ
とが可能となった。

１ｉ）Ｈ形鋼の一方の端面のみ開先加工すればよく、ま
たフィレット部にスカラップ加工を施す必要がなく、開
先加工手間が大幅に合理化された。

ｉｉｉ　）フィレット部に断面欠損のない優れた溶接部
を形成することができるので、Ｈ形鋼の断面性能を低下
させない。

ｉｖ）下向溶接およびエレクトロスラグ溶接によって施
工するので、信頼性の高い優れた溶接部を得ることがで
きる。またエレクトロスラグ溶接はフランジ厚さ１６ｍ
ｍ以上のＨ形鋼に好適に適用でき、フランジの厚さが増
すほどエレクトロスラグ溶接の効果が大きく、大型のＨ
形鋼の接合に適している。

Ｉ ■）熟練溶接作業者を必要とせず、また全自動ロボット
溶接設計とすることができ、省力、低コストとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のＨ形鋼の突合せ溶接接合部の
セット前の斜視図、第２図は本発明の実施例の開先形状
を示す（ａ）正面図、（ｂ）側面図、（Ｃ）平面図、第
３図はフランジの内側の下側の水冷銅当て金の（ａ）正
面図、（ｂ）側面図、（ｃ）平面図、第４図はフランジ
外側の水冷銅当て金の（ａ）立面図、（ｂ）平面図、第
５図はフランジ下側の水冷銅当て金の（ａ）立面図、（
ｂ）平面図である。１．１１・・・Ｈ形鋼２・・・端面３．１３・・・フランジ４．１４・・・フランジ端面５．１５・・・ウェブ１２・・・フィレット部２１・・・ウェブ裏当て金

Claims

【特許請求の範囲】１　Ｈ形鋼の突合せ溶接接合方法において、ａ）一方の
Ｈ形鋼は端面を一平面に切断し、他方のＨ形鋼の端面は、フィレット部を一部含むフ
ランジを切り落して前記一方のＨ形鋼のフランジ対向端
面との間にエレクトロスラグ溶接開先を形成すると共に
、ウェブの先端を斜カットしウェブ突合せ溶接部のルー
ト間隔を隔てて前記一方のＨ形鋼のウェブ端面に対向さ
せて突合せ開先を形成し、該Ｈ形鋼のフィレット部の形
状に合致する曲面を両端部に持つ裏当て金を該ウェブ突
合せ開先のルート部に取り付け、ウェブを下向溶接する
工程と、ｂ）該ウェブ溶接のフランジに隣接する部分のビードを
フィレット形状に合致する形状に仕上げる工程と、ｃ）前記エレクトロスラグ溶接開先のＨ形鋼内側部にＨ
形鋼のフィレット部に合致する形状の水冷銅当て金を当
て、フィレット部を含むフランジをエレクトロスラグ溶
接する工程と、からなることを特徴とするＨ形鋼の突合せ溶接接合方法
。